Polimerici Microneedle Array Fabrication per Fotolitografia

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di fabbricare un array di microaghi polimerici affilati, che può fornire potenziali applicazioni nella somministrazione indolore di agenti terapeutici a basso peso molecolare e macromolecolare attraverso la pelle. Ciò si ottiene fabbricando prima una maschera fotografica composta da micro lenti incorporate tramite incisione isotropa modellata. Il secondo passo consiste nel fabbricare gli alberi dei microaghi posizionando la maschera fotografica incorporata su un bagno di soluzione prepolimerica e concentrando la luce UV nella soluzione attraverso le microlenti che polimerizzano la soluzione esposta.

Il passaggio finale consiste nel fabbricare lo strato di supporto per supportare gli alberi dei microaghi. Ciò si ottiene posizionando il sito appuntito dei microaghi in una piastra, quindi aggiungendo una soluzione prepolimerica e polimerizzando la soluzione con luce UV. In definitiva, le proprietà caratteristiche dei microaghi, tra cui la lunghezza, il diametro e l'angolo dell'apice, possono essere osservate utilizzando uno stereomicroscopio.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come il micro stampaggio, è che è più veloce. È un processo privo di stampi e non richiede l'uso di alte temperature. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella microfabbricazione, come l'uso di micro lenti per modificare il percorso della luce UV e il processo di polimerizzazione.

Questa tecnica può essere utilizzata per fabbricare macro aghi polimerici, che vengono utilizzati per la somministrazione transorale di farmaci, anche se stiamo solo dimostrando come fabbricare microaghi vuoti. Questa tecnica può essere utilizzata anche per fabbricare microaghi per farmaci. Inizia a pulire un wafer di vetro da quattro pollici immergendolo in un serbatoio di quarzo riempito con soluzione di Piha per 20 minuti a 120 gradi Celsius.

Quindi sciacquare la cialda in acqua distillata e asciugarla con aria compressa. Al termine nell'evaporatore e-beam, posizionare il wafer in una configurazione di spin coder e aggiungere cinque millilitri di fotoresist al centro del wafer. Ruotare il wafer a 3000 RPM per 30 secondi per produrre uno strato di fotoresist spesso due micrometri.

Quindi, pre-cuocere il fotoresist su una piastra calda a 100 gradi Celsius per un minuto e mezzo, quindi posizionare la maschera fotografica principale e il wafer nell'allineatore della maschera fotografica ed esporre il wafer una volta esposto duro. Cuocere il fotoresist a 120 gradi Celsius per 30 minuti su una piastra calda. Quindi incidere il motivo nel wafer di vetro utilizzando una soluzione di cromo e incisioni d'oro a temperatura ambiente per un'ora, posizionare il wafer di vetro inciso su una piastra calda a 110 gradi Celsius e fondere la cera sul lato opposto del wafer di vetro in modo che l'intera superficie del wafer sia ricoperta di cera.

Incollare temporaneamente il wafer di vetro a un wafer di silicone fittizio posizionando un wafer di silicone a contatto con il wafer di vetro e premendo con decisione per rimuovere la cera in eccesso. Successivamente, prepara un bagno da 200 millilitri composto da 10 parti di acido fluoridrico al 49% e una parte di acido cloridrico al 37% in un contenitore di plastica con un'agitazione magnetica. Aggiungere il campione e incidere le micro lenti a una velocità di sette micrometri al minuto per otto minuti e mezzo mescolando.

Al termine, pulire il wafer con acqua deionizzata e asciugarlo a temperatura ambiente. Una volta asciutto, posizionare la cialda su una piastra calda, preriscaldata a 100 gradi Celsius per 15 secondi. Quindi separare il wafer di vetro dal wafer di silicone fittizio.

Posizionare il wafer di vetro in una vasca ad ultrasuoni contenente n metile a Perone a 80 gradi Celsius e utilizzare l'ultrasunazione per un'ora per rimuovere la cera rimanente, il fotoresist e gli strati di cromo e oro sporgenti ai bordi delle lenti. Impilare i vetrini su entrambi i lati di una cavità di forma rettangolare per impostare l'altezza massima dei microaghi. Fissare ogni strato del vetrino applicando un sottile strato di soluzione prepolimerica sui vetrini tra uno strato e l'altro.

Al termine, irradiare l'allestimento con una luce ultravioletta ad alta intensità per due secondi per fissare i vetrini in posizione. Quindi, posizionare la fotomaschera in modo che la superficie rivestita in oro cromato sia rivolta verso l'interno della cavità. Assicurarsi che i lati delle pareti della cavità non siano oscurati.

Le lenti incorporate nella maschera fotografica. Riempire la cavità con la soluzione di prepolimero fino a quando la superficie rivestita di cromo oro non entra in contatto con la soluzione senza bolle visibili. Quindi posizionare la configurazione in una stazione di polimerizzazione UV e posizionare un radiometro accanto alla configurazione per misurare l'intensità della luce UV.

Irradiare la configurazione con luce UV ad alta intensità tra 320 e 500 nanometri per un secondo a una distanza di 3,5 centimetri dalla sorgente UV. Dopo l'esposizione ai raggi UV, rimuovere la maschera fotografica con la serie di microaghi e versare nuovamente la soluzione prepolimerica in eccesso nel suo contenitore originale per il riutilizzo. Quantifica la lunghezza e il diametro della punta dei microaghi utilizzando uno stereomicroscopio utilizzando tecniche standard con pinze.

Posiziona i microaghi attaccati alla maschera fotografica in un pozzetto di una piastra a 24 pozzetti con l'ago rivolto verso l'alto. Aggiungere da 300 a 400 microlitri della soluzione prepolimerica nel pozzetto fino a quando gli aghi non sono immersi all'altezza dello strato di supporto desiderato. Successivamente, irradiare l'impianto con luce UV ad alta intensità che misura 15,1 watt per centimetro quadrato da 10,5 centimetri di distanza per una durata di un secondo.

Una volta che lo strato di supporto si è polimerizzato, separare lo strato di supporto sull'array di microaghi dalla maschera fotografica utilizzando una lama affilata. Quindi quantificare la lunghezza della punta, il diametro e il diametro della base dei microaghi con lo strato di supporto utilizzando uno stereomicroscopio. L'intensità UV effettiva sulla lunghezza del microago e sul diametro della punta è stata studiata variando l'intensità della luce UV da 3,14 a 15,1 watt per centimetro quadrato a una lunghezza focale e una distanza della sorgente luminosa costanti.

È stato riscontrato che la lunghezza media del microago e il diametro della punta aumentavano con l'aumentare dell'intensità. Qui sono mostrati gli effetti di 300 microlitri rispetto a 400 microlitri di materiale di supporto sulla lunghezza complessiva dei microaghi, nonché la forza di frattura degli aghi come previsto con più materiale di supporto, gli aghi sono complessivamente più corti, ma guadagnano anche una forza di frattura aggiuntiva a causa del supporto extra. Dopo aver visto questo video, spero che tu abbia una buona comprensione di come fabbricare macro aghi polimerici Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in cinque-10 minuti.

Se la procedura viene eseguita con attenzione e la maschera fotografica è pronta, ricorda come vengono utilizzati questi materiali come l'acido fluoridrico e le barriere coralline UV, quindi i dispositivi di protezione individuale devono essere indossati in ogni momento.